聚異丁烯在潤滑油中的應(yīng)用

聚異丁烯是一種無色、無味、無毒的粘稠液體或半固體狀態(tài)的物質(zhì)，具有耐熱、耐氧、耐紫外線、耐酸堿等化學(xué)品的性能。被廣泛應(yīng)用于石油添加劑、載合劑、膠黏劑以及與其他高聚物共混改進(jìn)等領(lǐng)域。對于潤滑油及其添加劑領(lǐng)域而言，主要是選用低分子量聚異丁烯（簡稱PB、PIB），常見分子量有950、1300、2400（本文用分子量來代替聚異丁烯），下面小編對低分子量聚異丁烯在潤滑油及其添加劑領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行簡單的介紹。

1　低分子聚異丁烯的性能

通過研究發(fā)現(xiàn)，低分子聚異丁烯可以改善潤滑油的潤滑性能，減少積碳形成，降低設(shè)備能耗，延長使用壽命。

（1）低分子聚異丁烯的剪切安定性

應(yīng)用比較廣泛的低分子聚異丁烯一般是指分子量為600～2400的低分子聚異丁烯。在實際使用過程中，采用1300/2400稠化的460號合成烴工業(yè)齒輪油在礦山中速磨煤機(jī)磨輥軸上運行一年，其粘度變化不明顯。采用1300調(diào)配的80W/90GL-5齒輪油，能夠通過臺架實驗，而采用2400稠化的車輛齒輪油在運行一年后，其粘度有明顯的變化。因此在工業(yè)齒輪油中能夠使用的2400，在車用齒輪油中應(yīng)用時應(yīng)該謹(jǐn)慎，至少應(yīng)該控制用量。

（2）低分子聚異丁烯的氧化清凈性與積碳趨勢

隨著分子量的增加，低分子聚異丁烯的清凈性變差。低分子聚異丁烯在高溫下分解為自由基單體，在二沖程發(fā)動機(jī)潤滑過程中可充分燃燒，排煙低，積碳輕，漆膜疏松。不采用低分子聚異丁烯的二沖程油在這方面的性能較差。在中性油、光亮油和合成油中，低分子聚異丁烯可以減少積碳的效果是一致的。

（3）低分子聚異丁烯的磨擦性能

隨著低分子聚異丁烯的分子量的增大，磨跡下降，這是由于油品粘度差異而導(dǎo)致油膜厚度不同造成的。

2　低分子聚異丁烯在潤滑油中的應(yīng)用

（1）在四沖程發(fā)動機(jī)油中的應(yīng)用

在較早的四沖程內(nèi)燃機(jī)油配方中，低分子聚異丁烯被考慮用作增粘劑，但因為它的低溫性能較差，這主要局限在單級油和對低溫性能要求不高的多級油（如SAE40、20W/50等）中。隨著Ⅲ類基礎(chǔ)油的發(fā)展，高粘度基礎(chǔ)油（如150BS）的供應(yīng)將越來越緊張，作為150BSZ經(jīng)濟(jì)實用的替代品，聚異丁烯將被重新評估其在內(nèi)燃機(jī)油中的作用。從經(jīng)濟(jì)性及性能考慮，一般推薦如下：

單級油：較低粘度基礎(chǔ)油+1300/2400；

20W/50：較低粘度基礎(chǔ)油+1300/2400；

這里，聚異丁烯不僅是粘度指數(shù)改進(jìn)劑，還能夠有效增加產(chǎn)品的油膜強(qiáng)度。采用1300/2400可以減少OCP的用量，改善油品的剪切穩(wěn)定性。但對于低溫性能要求更苛刻的多級油品，不推薦采用低分子聚異丁烯。

（2）在二沖程發(fā)動機(jī)油中的應(yīng)用

二沖程發(fā)動機(jī)潤滑方式獨特，需要廣泛采用低分子聚異丁烯配方，以保護(hù)環(huán)境及機(jī)車本身。一般在配方中采用分子量950左右的低分子聚異丁烯，具有良好潤滑劑及消煙效果。

（3）在工業(yè)齒輪油中的應(yīng)用

綜合性價比來看，一般推薦采用1300/2400用于工業(yè)齒輪油中。采用500SN添加不同比例的1300/2400，可以調(diào)配不同粘度級別的工業(yè)齒輪油，可以降低150BS基礎(chǔ)油的用量，從而降低整個配方的成本，但其用量不可過高，否則將造成粘度下降過快的現(xiàn)象。

（4）在車用齒輪油中的應(yīng)用

由于車用齒輪油比工業(yè)齒輪油具有更苛刻的剪切穩(wěn)定性的要求，推薦用1300替代部分150BS光亮油，從而滿足油品對剪切穩(wěn)定性的要求。但是，如果要采用2400，建議加入適當(dāng)比例的150BS，降低2400的用量（Z好控制在5%以內(nèi)），以滿足剪切穩(wěn)定性的要求。

（5）在高溫鏈條油中的應(yīng)用

采用1300和酯類油，烷基二苯醚，PAO油品調(diào)整到適宜的粘度，并加入極壓抗磨劑、抗氧劑、防銹劑等添加劑可以調(diào)配出不同類型的高溫鏈條油。

（6）在空壓機(jī)油中的應(yīng)用

采用低分子聚異丁烯和PAO及酯類油（5%~15%）在配合適宜的添加劑復(fù)合物調(diào)配而成的合成空壓機(jī)油，清凈性能好，不產(chǎn)生積碳，使用壽命可以達(dá)到8000h。

（7）在金屬加工油中的應(yīng)用

低分子聚異丁烯在金屬加工中應(yīng)用廣泛。如1300和2400可以用于淬火油中起到催冷劑及光亮劑的作用。1300/2400用于切削油中還可以降低煙霧。在有色金屬拉拔中采用低分子聚異丁烯可以減少沉積物從而免去后續(xù)的清洗工藝。

（8）在潤滑脂中的應(yīng)用

在潤滑脂中采用低分子聚異丁烯（1300/2400）可以改善油品的粘附性能，如礦山的球磨機(jī)大齒輪潤滑脂。

聚異丁烯不僅可以直接應(yīng)用潤滑油油品當(dāng)中，還是潤滑油添加劑的重要原材料。如：

1、聚異丁烯丁二酰亞胺

聚異丁烯丁二酰亞胺分散劑具有優(yōu)良的增溶作用、膠溶作用和分散作用，并具有一定的?和能力和吸附能力。由于該系列產(chǎn)品不含金屬，使用后幾乎不殘留灰分，可避免因灰分過多而引起發(fā)動機(jī)部件的磨損。

目前國內(nèi)生產(chǎn)的聚異丁烯丁二酰亞胺大多數(shù)采用的熱加合工藝，采用高活性聚異丁烯按照一定比例依次與馬來酸酐、多烯多胺反應(yīng)制的不同類型的聚異丁烯丁二酰亞胺，常見的如T151（聚異丁烯但丁二酰亞胺）、T154（聚異丁烯雙丁二酰亞胺）、T155（聚異丁烯多丁二酰亞胺）、T161（高分子量聚異丁烯雙丁二酰亞胺）；目前錦州康泰除了具有以上產(chǎn)品，還開發(fā)了硼化、硼化磷化改性聚異丁烯丁二酰亞胺，顯著提高了無灰分散劑的抗磨性能，得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可。

2、硫磷聚異丁烯鋇鹽

硫磷聚異丁烯鋇鹽是以相對分子質(zhì)量850-1000的聚異丁烯與五硫化二磷進(jìn)行硫磷化反應(yīng)，生成無水聚異丁烯硫代磷酸，加烷基酚促進(jìn)劑，同氫氧化鋇反應(yīng)制成。

硫磷聚異丁烯鋇鹽具有一定的增溶和分散作用，低溫分散性較好，但耐熱性較差。適用于作普通內(nèi)燃機(jī)油的清凈分散劑。與T202復(fù)合使用可調(diào)制普通汽油機(jī)油和柴油機(jī)油，但因含有重金屬鋇，因此逐漸不被應(yīng)用在車用潤滑油當(dāng)中。

3、聚異丁烯丁二酸季戊四醇酯

聚異丁烯丁二酸季戊甲醇酯無灰分散劑具有良好的抗氧性和高溫穩(wěn)定性，在高強(qiáng)度發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)中（如1G2）可有效控制大量沉積物的生成，是繼丁二酰亞胺型無灰分散劑之后另一新品種。國內(nèi)季戊四醇來源廣泛且價格低廉，對開發(fā)生產(chǎn)酯類無灰分散劑十分有利，可緩解多烯多胺貨源的不足。在油品配方中，可與聚異丁烯丁二酰亞胺類分散劑復(fù)合使用，高低溫性能均好，可用于中、高檔內(nèi)燃機(jī)油。

4、抗氧無灰清凈分散劑

利用Manniek反應(yīng)在聚異丁烯型無灰清凈分散劑分子結(jié)構(gòu)中引入酚類基團(tuán)，可改善其分散性能和提高其氧化安全性，這是一類非常有效的汽油清凈劑。

5、汽油清凈分散劑

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽油清凈分散劑的重要性日趨顯著。因為加入清凈分散劑后，該劑吸附在膠質(zhì)物上，將其分散成細(xì)小的顆粒，從而可防止在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和噴油嘴上因沉積物的形成所造成的噴射、霧化、燃燒的失常，改善了汽車性能和尾氣污染。此類清凈分散劑主要是聚異丁烯胺化物。

6、改善汽油燃燒性能的添加劑

高分子量聚異丁烯直接添加汽油中可以改善汽油燃燒性能。

當(dāng)汽油與氧氣在發(fā)動機(jī)內(nèi)混合點火時產(chǎn)生CO2和H2O，釋放出啟動發(fā)動機(jī)的能量，但是由于空氣中含有的氧氣不足以使汽油不完全燃燒，一部分烴處于沒有燃燒的狀態(tài)，造成污染。

聚異丁烯不是簡單地增加氧含量，而是改變汽油的物理性能，它對包括柴油機(jī)在內(nèi)的各種發(fā)動機(jī)起作用。當(dāng)把汽油噴入到汽車發(fā)動機(jī)的燃燒室時，小分子的烴立即與大分子的烴分離，且首先燃燒，大分子的烴則燃燒不完全。汽油中加入少量高分子量聚異丁烯就減少大分子烴與小分子烴的分離，可使汽油在較低的溫度下更均勻地燃燒，大大提高燃料的辛烷值，減少未燃燒烴的量。加入聚異丁烯不僅減少烴和一氧化碳污染物的產(chǎn)生，使燃燒更充分，同時還能減少氮氧化物排放量。

總之，低分子量聚異丁烯具有良好的剪切穩(wěn)定性、適宜的氧化穩(wěn)定性及優(yōu)良的高溫清凈性；能夠牢固地吸附在金屬表面，降低摩擦系數(shù)，改善極端條件下的潤滑，并保護(hù)金屬表面，防止腐蝕。聚異丁烯能夠提高油膜厚度及強(qiáng)度，吸收沖擊載荷，降低齒輪噪音，減震效果明顯。低分子量聚異丁烯的優(yōu)良性能及節(jié)能效果已被油品研發(fā)人員和調(diào)和廠商所接受。當(dāng)然，較差的低溫性能也是不可忽略的，在低溫環(huán)境下的應(yīng)用受到了諸多的限制。因此，聚異丁烯在潤滑油行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用就仁者見仁智者見智啦。

（文章來源：網(wǎng)絡(luò)）